19 de julio de 2013

LEVITACIÓN POR MEDIO DEL SONIDO

La trágica ópera Rigoletto se puede conmovernos hasta las lágrimas, pero aquí hay una aplicación más literal de la energía en movimiento del sonido. Las ondas sonoras con frecuencias justo por encima de la audición humana pueden levitar pequeñas partículas y gotitas líquidas e incluso moverlas alrededor, un equipo de ingenieros ya lo ha demostrado. El avance podría abrir nuevas formas de manejar materiales delicados o productos farmacéuticos mezclados.

Los investigadores ya han desarrollado varios métodos de levitación. Por ejemplo, los campos electrostáticos o magnéticos pueden ejercer una fuerza concentrada sobre un objeto de contrarrestar la gravedad. Sin embargo, estos campos sólo funcionan en las sustancias o materiales metálicos con propiedades magnéticas. Las ondas sonoras no discriminan, sin embargo, y los físicos trabajan el principio básico de "levitación acústica" desde hace casi un siglo atrás. Una placa vibratoria genera una onda de sonido que rebota contra otra superficie para crear una onda estacionaria estable. Los puntos de presión más baja en este modelo estático pueden atrapar una partícula. Los científicos han aprendido a mantener las partículas cada vez más pesados, incluyendo iridio denso e incluso gotas de líquido en este espacio acústico dulce. 


En esta imagen se revelan como dos elementos independientes (un trocito de sodio y una gota de agua) son obligadas a levitar mediante ondas sonoras e interactuan entre tanto permanecen en ese estado, aquí les dejo el enlace para que vean el video: http://bcove.me/ufzshsv8

Pero hasta ahora, eso era más o menos la extensión de la trampa, dice el ingeniero mecánico Dimos Poulikakos del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich. "Es como que teníamos un coche que hicimos más elegante y más lujoso, pero quedó aparcado. Nunca fuimos capaces de conducir." Desplazamiento de un líquido con sonido es un delicado acto de equilibrio, dice. Al variar la fuerza acústica para empujar la gota nada más, se corre el riesgo de romper con demasiada presión. 

El equipo de Poulikakos pasó 4 años tratando de lograr que sus gotas flotantes se mantuvieran estables. Finalmente, concibieron una configuración de estilo tablero de ajedrez con múltiples placas vibratorias, cada generación de su propia frecuencia de sonido. Al variar la frecuencia que emite cada placa, se puede mover el campo acústico y el objeto atrapado en el interior. Su nuevo diseño, que se describe en línea hoy en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, se puede controlar de forma precisa el movimiento lateral de las gotas de líquido mientras que los mantiene flotando suavemente en el aire. También puede moverlos hacia los demás. Cuando dos gotas se ven obligados en el mismo lugar, que pueden unirse en una sola gota o reaccionar de forma espectacular. La unión violenta de sodio y agua, por ejemplo, es el tipo de reacción más observado y controlado a distancia, dice Poulikakos. 

En la nueva investigación, el equipo se fusiona líquidos con sólidos, disolver el café en una gota de agua, y también utiliza la configuración de levantar y girar un palillo de dientes. Anteriormente, nadie había sido capaz de controlar los objetos de más de unos pocos milímetros de diámetro, dice el físico Chris Benmore del Laboratorio Nacional de Argonne, en Lemont, Illinois, que no participó en el trabajo. La técnica se limita a los objetos alrededor de tres veces la densidad del agua, pero el equipo está trabajando para empujar sus límites. Al cambiar la forma de la superficie reflectante para crear una fuerza acústica más fuerte, que esperan para mover los materiales más densos, como el acero. 

"Lo que han hecho es bastante impresionante", dice Benmore, que desarrolla métodos de levitación acústica para modificar líquidos para productos farmacéuticos. Controlando el movimiento lateral requiere cuidadosa coordinación de los campos acústicos por encima de cada plato. "Yo no sé si alguien ha intentado hacer esto antes", dice. Si ampliamos, el proceso podría permitir el montaje de medicinas sin tocarlas: Componentes químicos podrían combinarse y luego se trasladó fuera del camino sin peligro de contaminación de las superficies duras. El equipo informa de que su técnica también podría ser utilizado para introducir ADN en solución en las células en un ambiente prístino o para manejar los productos químicos corrosivos que podrían dañar sus contenedores 

Fuente: http://news.sciencemag.org/sciencenow/2013/07/a-momentous-shift-for-sonic-levi.html?ref=hp

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